德国ZSK公司开发了一种定制纤维放置工艺可降低复合材料的成本和损耗-复合材料网

ZSK开发了一种定制纤维放置(TFP)工艺,旨在降低碳复合材料的成本、损耗和制造时间,同时为改进部件设计和提高寿命结束后的可利用性提供了新的可能。

与传统的将复合材料纤维编织成垂直排列,然后将纤维切割成所需形状的方法不同,TFP将纤维捆绑在结构性能最需要的地方,并将它们缝合在一个兼容的基层上。ZSK公司负责人说,这提供了定位的自由,使纤维以最佳的方向承受负载,确保它们不会在加工过程中移动,而且在典型的汽车部件上,纤维损耗从通常的30-70%减少到仅3%。ZSK的机器可以使用TFP来创建与典型汽车零件的成品形状相匹配的3D预制件。

ZSK通过一些专利创新改进了TFP方法,这些创新加快了纤维的沉积速度,提高了多功能性并简化了设计过程。工艺改进包括:

1.快速铺设纤维,缩短缝纫时间;
2.一种纤维供应装置,使沉积速率加倍,允许同时沉积不同的纤维;
3.不同材料之间的自动切换;
4.一种用于自动切割电线和纤维的气动切割系统;
5.先进的设计规范,确保结果的完美重复,甚至自动控制锯齿形缝纫。

德国纺织工程公司的技术经理Melanie Hoerr说:“随着车辆变得越来越重和越来越复杂,人们对轻质材料的需求越来越大,以改善二氧化碳排放和产品性能。但除了最专业的利基应用之外,合成制造的成本一直无法承受。我们使用TFP的方法突破了这一障碍,消除了传统复合材料制造的大部分手工加工和浪费,同时增加了设计自由度并改善了质量控制。“

TFP允许用包括光学或金属材料在内的混合纤维生产复合预制件,以提供特定的性能,如电连续性或阻抗。裸天电线和隔离馈线已经通过这种方法组成RFID组件。

TFP也可以把聚合物与碳纤维混合熔化后在成型过程中形成基质,加速复杂零件的生产,改善树脂在纤维中的分布,尤其是在模具的末端。通过选择合适的聚合物进行重熔,简化废止回收过程中的分离,可以很大程度上克服目前复合材料寿命结束回收困难问题。

ZSK可以提供专业知识来帮助汽车供应商开发原型以及建立新的TFP设施,或者推荐一个专业制造商网络来共同开发TFP部件。该公司还提供持续的技术支持,包括基于云和离线的质量控制解决方案,以及Industry4.0解决方案(MY.ZSK)来连接传感器并评估来自制造过程的数据。